Беспокойная радиогалактика оказалась в 32 раза крупнее Млечного пути
В конце прошлого года астрономы обнаружили новую гигантскую радиогалактику с плазменными струями, которые, согласно последним оценкам, в 32 раза длиннее нашего Млечного Пути. Ее изучение обнадеживает и вдохновляет ученых, но порождает много вопросов и неясностей.
Космическая мегаструктура, расположенная на расстоянии 3,3 миллиона световых лет от земли, была обнаружена южноафриканским телескопом MeerKAT и получила прозвище Инкатазо, что в переводе с африканских языков хоса и зулу означает «проблема», «беспокойство». Имя было дано галактике из-за сложности понимания ее физики. В официальных астрономических каталогах объект зарегистрирован как MGTC J100022.85+031520.4.
Исследователи надеются, что их «захватывающее неожиданное открытие», опубликованное в Monthly Notices Королевского астрономического общества, прольет свет на таинственное происхождение и эволюцию одних из крупнейших структур во Вселенной.
Гигантские радиогалактики (ГРГ) — это космические монстры, извергающие струи горячей плазмы на миллионы световых лет в межгалактическом пространстве. Эти плазменные струи, которые светятся на радиочастотах (1250–1300 МГц), питаются сверхмассивными черными дырами в центрах галактик.
До недавнего времени считалось, что ГРГ обнаруживаются радиотелескопами довольно редко. Однако новое поколение радиотелескопов, таких как южноафриканский MeerKAT, перевернуло это представление с ног на голову.
«Количество открытых ГРГ за последние пять лет резко возросло благодаря новым мощным телескопам, таким как MeerKAT», — говорит Кэтлин Чарлтон, студентка магистратуры Кейптаунского университета и первый автор нового исследования.
«Исследования радиогалактик развиваются так быстро, что за ними становится трудно уследить. Это невероятно увлекательно. Мы прозвали эту гигантскую галактику Инкатазо, что означает «неприятности» в Исизулу и Исиксосе, потому что было немного сложно понять физику, стоящую за тем, что творится в недрах и на периферии этой ГРГ».
«Она не имеет таких характеристик, как у многих других гигантских радиогалактик. Например, плазменные струи имеют необычную форму: вместо того, чтобы проходить прямо от края до края, одна из струй изогнута буквой C».
Инкатазо находится в самом сердце скопления галактик, а не в относительной изоляции, как большинство ГРГ. Это должно затруднять рост плазменных струй до громадных размеров, но здесь такое не происходит.
Доктор Кшитий Торат, соавтор исследования из Университета Претории: «Обнаружение ГРГ внутри скопления поднимает вопрос о роли галактического окружения в формировании и эволюции гигантских галактик».
Карта спектрального возраста Инкатазо. Голубой и зеленый цвета показывают более молодую плазму, а фиолетовый — более старую. Авторы: К.К. Л. Чарльтон (Калифорнийский университет), MeerKAT, HSC, CARTA, IDIA (CC BY 4.0)
Пытаясь разобраться в этой космической загадке, исследователи воспользовались исключительными возможностями MeerKAT для создания карт спектрального возраста с самым высоким разрешением, которые когда-либо создавались для ГРГ. Эти карты позволяют проследить возраст плазмы в разных частях гигантской радиогалактики, что дает представление о происходящих там физических процессах.
Результаты оказались интригующими: в струях Инкатазо электроны получают неожиданное увеличение энергии. Исследователи полагают, что так бывает, когда струи сталкиваются с горячим газом в пустотах между галактиками в скоплении.
«Это открытие дало нам уникальную возможность в деталях изучить физику гигантских радиогалактик», — говорит Торат. «Полученные данные бросают вызов существующим моделям и свидетельствуют о том, что мы еще не до конца понимаем сложную физику плазмы в этих экстремальных галактиках».
До сих пор большинство известных ГРГ обнаруживалось в северных широтах с помощью европейских телескопов, в то время как южная часть неба остается относительно неисследованной в поисках таких объектов. Однако Инкатазо не одинока. Это третья ГРГ, замеченная на небольшом участке неба размером примерно с пять полных лун. Его астрономы назвали COSMOS, в честь проекта Cosmological Evolution Survey и указывая, очевидно, на плотность достойных исследования объектов на ограниченной территории.
Когда международная команда астрономов Mightee Collaboration (дословно «мощное сотрудничество» или «могучая кучка» — прим. ред.) наблюдала за этой областью с помощью телескопа MeerKAT, они сразу же заметили две других ГРГ и опубликовали свои результаты в 2021 году.
Инкатазо была замечена совсем недавно в ходе последующих наблюдений с помощью программы MeerKAT, которой управляет Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория.
«Тот факт, что мы предъявили научному сообществу сразу три ГРГ с ограниченного участка небосвода, показывает, что в небе Южного полушария Земли скрыта огромная сокровищница неоткрытых гигантских радиогалактик», — уверена доктор Хасинта Делхейз, исследователь из Университета Кейптауна, которая руководила публикацией 2021 года.
«Телескоп MeerKAT невероятно силен и находятся в идеальном месте, поэтому ученые прекрасно подготовлены к тому, чтобы обнаружить их и узнать о них больше».
Являясь предшественником телескопа SKA, который должен начать работу в конце этого десятилетия, MeerKAT обладает беспрецедентной чувствительностью и разрешением, что позволяет обнаруживать такие удаленные объекты, как Инкатазо.
«Мы вступаем в захватывающую эру радиоастрономии», — уверена доктор Делхейз. «В то время как MeerKAT продвинул нас дальше, чем когда-либо прежде, SKA позволит нам еще больше расширить границы познания и, надеюсь, разгадать многие тайны гигантских радиогалактик».
Недавно ученые обнаружили аномалии в поведении карликовой галактики в созвездии Скульптора.
